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"Effiziente Prognose der Verarbeitungs- und Struktureigenschaften von recycelten faserverstärkten Thermoplasten in der Kreislaufwirtschaft" 

Laufzeit: 

01.11.2025 bis 31.10.2028

Das Ziel des Projekts ProgRec besteht darin, eine schnelle und effiziente Methode zur Bestimmung der Verarbeitungs- und Struktureigenschaften kurzfaserverstärkter Thermoplast-Rezyklate zu entwickeln. Ein virtuelles Prognosewerkzeug auf Basis strukturmechanischer und rheologischer Mikromodelle soll die für Leichtbauanwendungen im Kfz notwendigen Eigenschaften zuverlässig vorhersagen. Das IART untersucht dafür am Beispiel realer EoL-Bauteile aus dem Automobilbereich die Kreislaufführung von Sekundärrohstoffen.

VerbundpartnerAnsprechpartner
  • TU Bergakademie Freiberg – Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik 
  • TU Dresden – Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
  • Assozierter Partner: MOCOM
  • Prof. Dr.-Ing. Holger Lieberwirth
  • Dr.-Ing. Thomas Krampitz
  • Dr.-Ing. Pierre Landgraf

Motivation und Projektziele

Rezyklate faserverstärkter Thermoplaste schwanken stark in Basispolymer, Fasergehalt, Faserlänge und Verunreinigungen. Ihre vollständige experimentelle Charakterisierung für Materialkarten ist aufwendig und hemmt den Einsatz in Strukturbauteilen. ProgRec setzt daher auf eine modellbasierte Prognose bei möglichst geringem Charakterisierungsaufwand, auch über mehrere Recyclingkreisläufe. Ein Machine-Learning-basiertes Metamodell verknüpft einfach bestimmbare Werkstoffeigenschaften (Deskriptoren) mit den Kennwertfunktionen der Materialkarten.

Aufgaben des IART

Das IART leitet die Analyse der EoL-Bauteilstoffströme bei Altfahrzeugen und erstellt den Anforderungskatalog für den Rezyklateinsatz. In Demontage- und Aufbereitungsstudien werden Kunststoffe aus Produktionsabfällen, Altfahrzeugdemontage, Schredderleichtfraktion und Schrottaufbereitung gewonnen und Stoffströme qualitativ und quantitativ analysiert. Sensorgestützte Inline-Analytik wie MIR, LIBS und RFA sowie der KI-gestützte Multisensor-Versuchsstand des IART verbessern die Sortierqualität. Aus Werkstoffanalysen entstehen Qualitätsanforderungen, ein vereinfachter Materialpass und ein Mengengerüst potenzieller EoL-Kunststoffströme. Abschließend wird eine sortier- und zerkleinerungstechnische Methodik im Technikumsmaßstab umgesetzt.

Förderhinweis

Dieses Verbundvorhaben wird durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt im Rahmen der Förderbekanntmachung „Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ (MaterialNeutral) gefördert.